液压与气压传动2.docx

液压与气压传动2.docx

《液压与气压传动2.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液压与气压传动2.docx（9页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

液压与气压传动2

第二阶段作业

一、填空题

1．外啮合齿轮泵的排量与（模数）的平方成正比，与（齿数）的一次方成正比。

因此，在齿轮节圆直径一定时，增大（模数），减少（齿数）可以增大泵的排量。

2．外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是（吸油）腔，位于轮齿逐渐进入啮合的一侧是（压

油）腔。

3．为了消除齿轮泵的困油现象，通常在两侧盖板上开（卸荷槽），使闭死容积由大变少时与（压

油）腔相通，闭死容积由小变大时与（吸油）腔相通。

4．齿轮泵产生泄漏的间隙为（端面）间隙和（径向）间隙，此外还存在（啮合）间隙，其中（端

面）泄漏占总泄漏量的80%～85%。

5．双作用叶片泵的定子曲线由两段（大半径圆弧）、两段（大半径圆弧）及四段（过渡曲线）组成，吸、压油窗口位于（过渡曲线）段。

6．调节限压式变量叶片泵的压力调节螺钉，可以改变泵的压力流量特性曲线上（拐点压力）的大小，调节最大流量调节螺钉，可以改变（泵的最大流量）。

7．溢流阀的进口压力随流量变化而波动的性能称为（压力流量特性），性能的好坏用（调压偏差）或（开启压力比）、（闭合压力比）评价。

显然（ps—pk）、（ps—pB）小好，nk和nb大好。

8．溢流阀为（进口）压力控制，阀口常（闭），先导阀弹簧腔的泄漏油与阀的出口相通。

定值减压阀为（出口）压力控制，阀口常（开），先导阀弹簧腔的泄漏油必须（单独引回油箱）。

9．调速阀是由（定差减压阀）和节流阀（串联）而成，旁通型调速阀是由（差压式溢流阀）和节流阀（并联）而成。

二、选择题

1．一水平放置的双伸出杆液压缸，采用三位四通电磁换向阀，要求阀处于中位时，液压泵卸荷，且液压缸浮动，其中位机能应选用（B）；要求阀处于中位时，液压泵卸荷，且液压缸闭锁不动，其中位机能应选用（D）。

（A）O型（B）M型（C）Y型（D）H型

2．有两个调整压力分别为5MPa和10MPa的溢流阀串联在液压泵的出口，泵的出口压力为（C）；并联在液压泵的出口，泵的出口压力又为（A）。

（A）5MPa（B）10MPa（C）15MPa（D）20MPa

3．为平衡重力负载，使运动部件不会因自重而自行下落，在恒重力负载情况下，采用（B）顺序阀作平衡阀，而在变重力负载情况下，采用（D）顺序阀作限速锁。

（A）内控内泄式（B）内控外泄式（C）外控内泄式D）外控外泄式

4．顺序阀在系统中作卸荷阀用时，应选用（C）型，作背压阀时，应选用（A）型。

（A）内控内泄式（B）内控外泄式（C）外控内泄式（D）外控外泄式

三、判断题

1．双作用叶片泵因两个吸油窗口、两个压油窗口是对称布置，因此作用在转子和定子上的液压径向力平衡，轴承承受径向力小、寿命长。

（√）

2．双作用叶片泵的转子叶片槽根部全部通压力油是为了保证叶片紧贴定子内环。

（×）

3．液压泵产生困油现象的充分且必要的条件是：

存在闭死容积且容积大小发生变化。

（√）

4．齿轮泵多采用变位齿轮是为了减小齿轮重合度，消除困油现象。

（×）

5．液压马达与液压泵从能量转换观点上看是互逆的，因此所有的液压泵均可以用来做马达使用。

（×）

6．因存在泄漏，因此输入液压马达的实际流量大于其理论流量，而液压泵的实际输出流量小于其理论流量。

（√）

7．双活塞杆液压缸又称为双作用液压缸，单活塞杆液压缸又称为单作用液压缸。

（×）

8．滑阀为间隙密封，锥阀为线密封，后者不仅密封性能好而且开启时无死区。

（√）

9．节流阀和调速阀都是用来调节流量及稳定流量的流量控制阀。

（×）

10．单向阀可以用来作背压阀。

（×）

11．同一规格的电磁换向阀机能不同，可靠换向的最大压力和最大流量不同。

（√）

12．因电磁吸力有限，对液动力较大的大流量换向阀则应选用液动换向阀或电液换向阀。

（√）

13．串联了定值减压阀的支路，始终能获得低于系统压力调定值的稳定的工作压力。

（×）

14．增速缸和增压缸都是柱塞缸与活塞缸组成的复合形式的执行元件。

（×）

四、问答题

1．齿轮泵的径向力不平衡是怎样产生的?

会带来什么后果?

消除径向力不平衡的措施有哪些?

答：

齿轮泵产生径向力不平衡的原因有三个方面：

一是液体压力产生的径向力。

这是由于齿轮泵工作时，压油腔的压力高于吸油腔的压力，并且齿顶圆与泵体内表面存在径向间隙，油液会通过间隙泄漏，因此从压油腔起沿齿轮外缘至吸油腔的每一个齿间内的油压是不同的，压力逐渐递减。

二是齿轮传递力矩时产生的径向力。

这一点可以从被动轴承早期磨损得到证明，径向力的方向通过齿轮的啮合线，使主动齿轮所受合力减小，使被动齿轮所受合力增加。

三是困油现象产生的径向力，致使齿轮泵径向力不平衡现象加剧。

齿轮泵由于径向力不平衡，把齿轮压向一侧，使齿轮轴受到弯曲作用，影响轴承寿命，同时还会使吸油腔的齿轮径向间隙变小，从而使齿轮与泵体内产生摩擦或卡死，影响泵的正常工作。

消除径向力不平衡的措施：

 1） 缩小压油口的直径，使高压仅作用在一个齿到两个齿的范围，这样压力油作用在齿轮上的面积缩小了，因此径向力也相应减小。

有些齿轮泵，采用开压力平衡槽的办法来解决径向力不平衡的问题。

如此有关零件（通常在轴承座圈）上开出四个接通齿间压力平衡槽，并使其中两个与压油腔相通，另两个与吸油腔相通。

这种办法可使作用在齿轮上的径向力大体上获得平衡，但会使泵的高低压区更加接近，增加泄漏和降低容积效率。

4．什么是困油现象？

外啮合齿轮泵、双作用叶片泵和轴向柱塞泵存在困油现象吗？

它们是如何消除困油现象的影响的？

 答：

液压泵的密闭工作容积在吸满油之后向压油腔转移的过程中，形成了一个闭死容积。

如果这个闭死容积的大小发生变化，在闭死容积由大变小时，其中的油液受到挤压，压力急剧升高，使轴承受到周期性的压力冲击，而且导致油液发热；在闭死容积由小变大时，又因无油液补充产生真空，引起气蚀和噪声。

这种因闭死容积大小发生变化导致压力冲击和气蚀的现象称为困油现象。

困油现象将严重影响泵的使用寿命。

原则上液压泵都会产生困油现象。

     外啮合齿轮泵在啮合过程中，为了使齿轮运转平稳且连续不断吸、压油，齿轮的重合度ε必须大于1，即在前一对轮齿脱开啮合之前，后一对轮齿已进入啮合。

在两对轮齿同时啮合时，它们之间就形成了闭死容积。

此闭死容积随着齿轮的旋转，先由大变小，后由小变大。

因此齿轮泵存在困油现象。

为消除困油现象，常在泵的前后盖板或浮动轴套（浮动侧板）上开卸荷槽，使闭死容积限制为最小，容积由大变小时与压油腔相通，容积由小变大时与吸油腔相通。

在双作用叶片泵中，因为定子圆弧部分的夹角>配油窗口的间隔夹角>两叶片的夹角，所以在吸、压油配流窗口之间虽存在闭死容积，但容积大小不变化，所以不会出现困油现象。

但由于定子上的圆弧曲线及其中心角都不能做得很准确，因此仍可能出现轻微的困油现象。

为克服困油现象的危害，常将配油盘的压油窗口前端开一个三角形截面的三角槽，同时用以减少油腔中的压力突变，降低输出压力的脉动和噪声。

此槽称为减振槽。

在轴向柱塞泵中，因吸、压油配流窗口的间距≥缸体柱塞孔底部窗口长度，在离开吸（压）油窗口到达压（吸）油窗口之前，柱塞底部的密闭工作容积大小会发生变化，所以轴向柱塞泵存在困油现象。

人们往往利用这一点，使柱塞底部容积实现预压缩（预膨胀），待压力升高（降低）接近或达到压油腔（吸油腔）压力时再与压油腔（吸油腔）连通，这样一来减缓了压力突变，减小了振动、降低了噪声。

6．液压缸为什么要密封？

哪些部位需要密封？

常见的密封方法有哪几种？

答：

为防止液压缸内高压腔向低压腔泄漏、防止液压缸内部向外部泄漏，以提高液压缸的容积效率，所以必须对液压缸需要密封处采取相应的密封措施。

液压缸中需要密封的地方有：

活塞与缸筒之间、活塞与活塞杆之间、活塞杆与缸盖之间、缸筒与缸盖之间。

常见的密封方式有O型密封圈密封、Y型密封圈密封、V型密封圈密封和组合密封等。

7．液压缸为什么要设缓冲装置？

答：

当运动部件质量较大、运动速度较高（大于12m/min）时，由于惯性力较大，具有很大的动量。

在这种情况下，活塞运动到缸筒终端会与缸盖发生碰撞产生很大的冲击和噪声，严重影响加工进度，甚至引起损坏性事故，所以在大型、高速或高精度设备中，液压缸常常设有缓冲装置。

9．液压马达和液压泵有哪些相同点和不同点？

答：

液压马达和液压泵的相同点：

1）从原理上讲，液压马达和液压泵是可逆的，如果用电机带动时，输出的是液压能（压力和流量），这就是液压泵；若输入压力油，输出的是机械能（转矩和转速），则变成了液压马达。

 2）从结构上看，二者是相似的。

 3）从工作原理上看，二者均是利用密封工作容积的变化进行吸油和排油的。

对于液压泵，工作容积增大时吸油，工作容积减小时排出高压油。

对于液压马达，工作容积增大时进入高压油，工作容积减小时排出低压油。

液压马达和液压泵的不同点：

1）液压泵是将电机的机械能转换为液压能的转换装置，输出流量和压力，希望容积效率高；液压马达是将液体的压力能转为机械能的装置，输出转矩和转速，希望机械效率高。

因此说，液压泵是能源装置，而液压马达是执行元件。

2）液压马达输出轴的转向必须能正转和反转，因此其结构呈对称性；而有的液压泵（如齿轮泵、叶片泵等）转向有明确的规定，只能单向转动，不能随意改变旋转方向。

3）液压马达除了进、出油口外，还有单独的泄漏油口；液压泵一般只有进、出油口（轴向柱塞泵除外），其内泄漏油液与进油口相通。

4）液压马达的容积效率比液压泵低；通常液压泵的工作转速都比较高，而液压马达输出转速较低。

另外，齿轮泵的吸油口大，排油口小，而齿轮液压马达的吸、排油口大小相同；齿轮马达的齿数比齿轮泵的齿数多；叶片泵的叶片须斜置安装，而叶片马达的叶片径向安装；叶片马达的叶片是依靠根部的燕式弹簧，使其压紧在定子表面，而叶片泵的叶片是依靠根部的压力油和离心力作用压紧在定子表面上

10．液压控制阀有哪些共同点？

应具备哪些基本要求？

答：

共同点：

①从结构看都由阀体、阀芯和操纵机构组成；②从工作原理看都是依靠阀孔的开和闭来进行控制；③油液流过阀孔均有压力损失，流过阀孔的流量与其通流截面积和阀孔前后的压力差有关。

基本要求：

①动作灵敏、工作可靠、结构紧凑、通用性好；②油液通过阀孔时压力损失要小；③发的密封性要好，不允许有外泄漏。

12．什么是换向阀的“位”与“通”？

各油口在阀体什么位置？

答：

1）换向阀的“位”：

为了改变液流方向，阀芯相对于阀体应有不同的工作位置，这个工作位置数叫做“位”。

职能符号中的方格表示工作位置，三个格为三位，两个格为二位。

换向阀有几个工作位置就相应的有几个格数，即位数。

2）换向阀的“通”：

当阀芯相对于阀体运动时，可改变各油口之间的连通情况，从而改变液体的流动方向。

通常把换向阀与液压系统油路相连的油口数（主油口）叫做“通”。

3）换向阀的各油口在阀体上的位置：

通常，进油口P位于阀体中间，与阀孔中间沉割槽相通；回油口O位于P口的侧面，与阀孔最边的沉割槽相通；工作油口A、B位于P口的上面，分别与P两侧的沉割槽相通；泄漏口L位于最边位置。

14．溢流阀在液压系统中有何功用？

答：

溢流阀在液压系统中很重要，特别是定量泵系统，没有溢流阀几乎不可能工作。

它的主要功能有如下几点：

1）起稳压溢流作用。

2）起安全阀作用。

3）作卸荷阀用。

4）作远程调压阀用。

 5）作高低压多级控制用。

6）用于产生背压。

16．使用顺序阀应注意哪些问题？

答：

1）由于执行元件的启动压力在调定压力以下，系统中压力控制阀又具有压力超调特性，因此控制顺序动作的顺序阀的调定压力不能太低，否则会出现误动作。

2）顺序阀作为卸荷阀使用时，应注意它对执行元件工作压力的影响。

由于卸荷阀也可以调整压力，旋紧调整螺钉，压紧弹簧，使卸荷的调定压力升高；旋松调整螺钉，放松弹簧，使卸荷的调定压力降低，这就使系统工作压力产生了差别，应充分注意。

3）顺序阀作为平衡阀使用时，要求它必须具有高度的密封性能，不能产生内部泄漏，使它能长时间保持液压缸所在位置，不因自重而下滑。

17．试比较先导型溢流阀和先导型减压阀的异同点。

答：

相同点：

溢流阀与减压阀同属压力控制阀，都是由液压力与弹簧力进行比较来控制阀口动作；两阀都可以在先导阀的遥控口接远程调压阀实现远控或多级调压。

差别：

1）溢流阀阀口常闭，进出油口不通；减压阀阀口常开，进出油口相通。

2）溢流阀为进口压力控制，阀口开启后保证进口压力稳定；减压阀为出口压力控制，阀口关小后保证出口压力稳定。

3）溢流阀出口接油箱，先导阀弹簧腔的泄漏油经阀体内流道内泄至出口；减压阀出口压力油去工作，压力不为零，先导阀弹簧腔的泄漏油有单独的油口引回油箱。

五、分析题

1．如图所示定量泵输出流量为恒定值qp，如在泵的出口接一节流阀，并将阀的开口调节的小一些，试分析回路中活塞运动的速度v和流过截面P，A，B三点流量应满足什么样的关系（活塞两腔的面积为A1和A2，所有管道的直径d相同）。

解：

图示系统为定量泵，表示输出流量qP不变。

根据连续性方程，当阀的开口开小一些，通过阀口的流速增加，但通过节流阀的流量并不发生改变，qA= qp ，因此该系统不能调节活塞运动速度v，如果要实现调速就须在节流阀的进口并联一溢流阀，实现泵的流量分流。

连续性方程只适合于同一管道，活塞将液压缸分成两腔，因此求qB不能直接使用连续性方程。

根据连续性方程，活塞运动速度v = qA/A1，qB = qA/A1=（A2 / A1）qP  

六、计算题

1、有一压力机,工作行程

活塞以

的速度运动,负载

系统最高压力由溢流阀调定为

。

系统克服负载时的工作压力为

。

蓄能器充气压力

，充油为等温过程，排油为绝热过程，

试求：

系统压力不低于

时，蓄能器的总容积；

不采用蓄能器时，选用泵流量应为多少。

2、如图，A1＝100cm2,A2=50cm2,F1=28×103N,F2=8.4×103N,背压阀的背压为0.2MPa，节流阀的压差为0.2MPa，不计其它损失，试求出A、B、C三点的压力。

3、三个液压缸串联连接，液压缸的活塞直径均为100mm，活塞杆直径均为65mm，液压泵的供油流量qp=25L/min，供油压力PP=10Mpa,如果三个液压缸所承受的负载F均相同，求：

1．负载F的值。

2．三个液压缸正向前进时的运动速度各为多少？